張齊

TIA Portal選件SiVArc在自動化裝配生產(chǎn)線上的應(yīng)用

張齊

（大連智云自動化裝備股份有限公司，遼寧 大連 116036）

在自動裝配線設(shè)備的控制系統(tǒng)中，除了PLC以外第二大重要器件即人機界面（HMI），隨著現(xiàn)代工廠對智能化和標準化的提高，以及方便工廠維護維保人員后期更規(guī)范、快速、便捷的更改維護系統(tǒng)，傳統(tǒng)設(shè)計人機界面的方式已經(jīng)不能滿足我們的要求，同時對于生產(chǎn)過程中復雜的要求和對設(shè)備中多樣化的電器件規(guī)范控制，設(shè)備與系統(tǒng)需要完成生產(chǎn)過程中多樣化的任務(wù)。文中主要講述我們在西門子博圖里，根據(jù)工廠的要求制定相應(yīng)的規(guī)則規(guī)范，展示如何使用SiVArc建立畫面與PLC程序關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)根據(jù)程序結(jié)構(gòu)、規(guī)則模板生成可視化。

HMI可視化；Portal SiVArc；裝配線標準化

前言

我們知道SiVArc 是西門子公司為汽車行業(yè)研發(fā)制作的一個平臺可選件。雖然未在其他行業(yè)推廣，但是歷經(jīng)多年改進和升級現(xiàn)已從離散控制行業(yè)過渡應(yīng)用于過程控制行業(yè)，如物流、中藥裝備、食品、化工、中水處理等等，為過程控制行業(yè)帶來全新的智能體驗，致力于幫助過程制造企業(yè)高效地實現(xiàn)數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)建立畫面流程雖然簡單，但重復性工作非常之多、繁瑣和機械化，需要制造商或OEM廠商進行對每個變量進行操作。由于SiVArc并不復雜，能節(jié)省大量工作時間和強度，讓集成工作變得專業(yè)和簡單。

1 簡介及環(huán)境要求

SiVArc統(tǒng)稱為西門子可視化架構(gòu)師，可為多個HMI設(shè)備、PLC或者設(shè)備代理生成可視化程序。主要優(yōu)點是高效準確、關(guān)聯(lián)正確、布局根據(jù)預定義布局精確排布。

憑借著經(jīng)典WINCC的VBA和ODK也完全可以實現(xiàn)該功能；但這需要制造商需要有一定的開發(fā)能力和對WINCC整個的結(jié)構(gòu)非常清楚。奧迪是第一個使用可視化生成的客戶，當時是德國西門子工程師獨立開發(fā)的一套由Automotive支持的程序叫SiVArc-Classic，但不基于西門子任何軟件。2013年SiVArc1.0誕生，為寶馬汽車提供，可為每個HMI站節(jié)省30小時的工程時間。

2 關(guān)系及原理

畫面與PLC中程序終歸要有一個對應(yīng)關(guān)系，前期把常用的HMI對象和FB塊做一個標準化放入項目庫中，哪怕中間需要修改，也可以做這種增量的生成重新編譯。所以第一步設(shè)計項目很關(guān)鍵，所有的基礎(chǔ)和架構(gòu)都有了，如何把他們做成一個真正的畫面，這就需要在SiVArc里面制定一些規(guī)則，這些規(guī)則就知道我們應(yīng)該對應(yīng)畫面中的那個屬性和動態(tài)屬性或者對象控件上。這就符合我們一般做項目的習慣，慢慢將其優(yōu)化出來。

3 規(guī)則的編輯與簡述

規(guī)則是告知SiVArc如何通過PLC程序中的FB和DB對應(yīng)可視化生成項目，其中有六大元素至關(guān)重要，分別是“畫面規(guī)則”、“變量規(guī)則”、“列表規(guī)則”、“復制規(guī)則”、“生成矩陣規(guī)則”、“概述規(guī)則”[1]。

當生成可視化后，生成概述選項卡中可以看到相應(yīng)的畫面、畫面對象、觸摸屏設(shè)備、可編程邏輯控制器、FB塊、畫面規(guī)則、是否矩陣生成和主副本類型。通過此可得知對象之間的關(guān)系來附加或者刪除后續(xù)的更改。

4 創(chuàng)建項目對象

在項目庫中創(chuàng)建一個新的面板類型，我們把常用的對象放到其中。將其命名為“Kistler_Cont”。在該生產(chǎn)線中伺服壓機通常用于軸串襯套壓裝或壓鍵機等自動工位，需要滿足以下幾個工藝要求：（1）在手動模式下可手動控制壓機運動及手動回原點。（2）手動選擇壓機程序號運行壓機控制器內(nèi)程序。（3）在自動模式下完全通過PLC內(nèi)部自動邏輯控制壓機運動，只通過8個指示燈來顯示當前機器狀態(tài)。

圖1 面板類型屬性中可看到相關(guān)IO域的變量鏈接

這里用到了重要部件布局字段——Layout，通過自定義的定位實現(xiàn)效果，我們設(shè)置當大于四個控制畫面時觸發(fā)溢出，在溢出畫面中接著順序進行填充，直到填充完畢為止。

所有的按鈕指示燈以及IO域內(nèi)數(shù)據(jù)實用建立的用戶數(shù)據(jù)類型“UDT_PLC_Kis”中，按鈕創(chuàng)建“按下置1松開置0”的事件，圓控件則只當做指示燈顯示，添加外觀參數(shù)即可，IO域中以浮點數(shù)顯示。

圖2 對象創(chuàng)建完畢后可根據(jù)自定義的規(guī)則自動生成相關(guān)數(shù)量的窗口

5 制定項目規(guī)范

SiVArc屬性中的靜態(tài)值表達式以VBS語法的方式輸入，它們基于VBS去組態(tài)屬性和事件然后生成條件，主要由SiVArc對象屬性、IF和運算符等多元素生成?？梢杂糜谕瓿傻墓δ苁恰昂蚉LC中的DB塊中的變量進行對應(yīng)”以及“對應(yīng)生成畫面時所關(guān)聯(lián)的背景DB”。分別是：

"Kistler_Control"&TrailNum(Block.DB.SymbolicName)"Kis_Con"&TagNaming.SeparatorChar&"Num"&TrailNum(Block.DB.SymbolicName)。

當使用來自全局庫類型時，SiVArc生成項目時將在項目庫中生成該類型副本；只要在類型中改動表達式，就需要新的生成過程；即使在生成的實例中，對類型所選的其他改動也會在所用的實例中自動更新[2]。

6 生成結(jié)果

在初次生成可視化時，會顯示選擇對話框，其中包含所有的HMI設(shè)備和PLC，也可以看到設(shè)備之間的連接情況，如果一個PLC包含多個HMI設(shè)備時則為所選的HMI設(shè)備生成可視化畫面，或者后期客戶要求增加。生成過程中未完成但終止后僅保留已經(jīng)完成的部分。

生成完畢后可以在HMI變量中找到我們四臺伺服壓機的變量連接，四臺壓機76個變量大約耗時10S左右。

7 結(jié)語

該功能的三大要素需要銘記：PLC程序、規(guī)范和模板框架。SiVArc通常用于對象的批量操作，特別是汽車行業(yè)標準程序或每次改動不大的程序尤為合適。修改項目庫中的模板框架也可以實現(xiàn)畫面的修改，一勞永逸。假如我們例子中壓機改為需要30臺機器人，那么我們只需要調(diào)用30次控制機器人的FB就可以生成30個界面，這更大的促進了規(guī)范化編程。所以它對大型工程的程序編輯提供了清晰的思路。

[1] 西門子工業(yè)軟件公司.工業(yè)4.0實戰(zhàn):裝備制造業(yè)數(shù)字化之道[M].北京:機械工業(yè)出版社2015.

[2] SIMATIC TIA-Portal SIMATIC Visualization Architect 系統(tǒng)手冊07/2016.

Application of TIA Portal Option SiVArc in Automated Assembly Line

Zhang Qi

( Dalian Zhiyun Automation Co., Ltd., Liaoning Dalian 116036 )

In control system of automatic assembly line equipment, in addition to the PLC's second most important device the human-machine interface (HMI), with the improvement of modern factory for intelligent and standardization, and convenient and factory maintenance maintenance personnel in the late more standardized, rapid and convenient to change the system maintenance, design human-machine interface of traditional way already can not meet our requirements, at the same time to the requirement of complex production process and control of equipment in a variety of electronic parts specification, equipment and systems need to complete the production process a variety of tasks.In this paper, we mainly described that in Siemens Botu, according to the requirements of the factory, we developed the corresponding rules and specifications, and showed how to use SiVArc to establish the correlation between the screen and PLC program, so as to realize the generation of visualization according to the program structure and rule template.

HMI visualization; Portal SiVArc; Assembly line standardization

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.04.041

U466

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1671-7988(2021)04-135-03

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張齊，電氣設(shè)計師，就職于大連智云自動化裝備股份有限公司，從事汽車發(fā)動機、變速箱等生產(chǎn)線電氣調(diào)試與設(shè)計工作。